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キラルヘテロ環式化合物の立体選択的合成のための触媒的ヒドロアリール化反応の開発

Research Project

Project/Area Number 20J23499
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 33020:Synthetic organic chemistry-related
Research InstitutionOsaka Metropolitan University (2022)
Osaka City University (2020-2021)

Principal Investigator

坂本 佳那  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsイリジウム触媒 / 不斉反応 / C(sp3)-H活性化 / N-H付加 / アルキル化反応 / 不斉ヒドロアリール化反応 / アリル位置換反応 / パラジウム触媒
Outline of Research at the Start

遷移金属触媒により芳香族C-H結合をアルケンなどの不飽和結合に直接付加させるいわゆるヒドロアリール化反応は、原子効率が高く反応工程数を削減することから近年注目を集めている。本研究では、天然の化合物中に見られる重要な骨格であるキラルヘテロ環式化合物を効率よく合成する、イリジウム触媒を用いた分子間および分子内不斉ヒドロアリール化反応を開発する。配位子や配向基などの工夫により、酸素、窒素、硫黄などを含むキラルヘテロ環式化合物を、様々なリングサイズで合成する基質一般性の高いヒドロアリール化反応の実現を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

令和4年度は、イリジウム触媒を用いたC-HおよびN-H結合のアルケンへの不斉付加反応の研究を行った。具体的には、1)窒素原子に隣接したC(sp3)-H結合の環式アルケンへの不斉付加反応、2)フタルイミドN-H結合のスチレン類への不斉付加反応について取り組んだ。
1)の研究については、昨年度から引き続き行ったものであり、今年度は主に付加生成物の合成変換、および重水素標識実験による反応機構の考察を行った。本研究内容は結果をまとめて学術雑誌へ投稿し、Chemical Communicationに掲載された。また、本論文はChemical Communicationの表紙に選ばれ、さらにSynfactsで紹介された。
2)の研究については、a)最適な反応条件の探索、b)収率よく生成物を得る実験手順の検討、c)基質適用範囲の調査を行った。a)反応条件の探索により、不斉二座リン配位子が配位したカチオン性イリジウム存在下、良好な収率とエナンチオ選択性で付加生成物が得られることを見出した。b)実験手順の検討では、種々検討の結果、イリジウム錯体と配位子、添加剤を窒素雰囲気下ジクロロメタン溶媒中で配位子交換を行ったのち、溶媒を除いてから基質と反応溶媒を加えて反応を行うことで収率よく付加生成物が得られることがわかった。3)基質適用範囲の調査は、1)と2)の検討によって見出した最適な反応条件と手順に従って行い、さまざまなイミドとスチレン誘導体が適用できることを明らかにした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Ir‐Catalyzed α‐Alkylation of Methyl Ketones with Primary Carbohydrate Alcohols2023

    • Author(s)
      Tsuge Kouki、Kubota Shunnichi、Sakamoto Kana、Kitayama Kenji、Nishimura Takahiro
    • Journal Title

      Advanced Synthesis & Catalysis

      Volume: 365 Issue: 7 Pages: 971-975

    • DOI

      10.1002/adsc.202300124

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Iridium-Catalyzed Enantioselective Intermolecular Hydroarylation of 1,1-Disubstituted Alkenes2023

    • Author(s)
      Yamakawa Kentaro、Nakamura Ikumi、Sakamoto Kana、Nishimura Takahiro
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: - Issue: 12 Pages: 7858-7862

    • DOI

      10.1021/acs.joc.2c02619

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric addition of an N-methyl C(sp3)-H bond to cyclic alkenes enabled by an iridium/phosphine-olefin catalyst2022

    • Author(s)
      Sakamoto Kana、Nishimura Takahiro
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 58 Issue: 84 Pages: 11783-11786

    • DOI

      10.1039/d2cc04642c

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enantioselective C-H Alkylation of N-Arylbenzamides with Vinyl Ethers Catalyzed by an Iridium/Chiral Phosphoramidite?Olefin Complex2021

    • Author(s)
      Nishimura Takahiro、Murakami Kotone、Sakamoto Kana
    • Journal Title

      Synthesis

      Volume: - Issue: 21 Pages: 4753-4763

    • DOI

      10.1055/a-1672-6284

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enantioselective synthesis of 3-substituted dihydrobenzofurans through iridium-catalyzed intramolecular hydroarylation2021

    • Author(s)
      Kana Sakamoto and Takahiro Nishimura
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 19 Issue: 3 Pages: 684-690

    • DOI

      10.1039/d0ob02421j

    • NAID

      120007189878

    • URL

      https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020130

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Iridium-Catalyzed Asymmetric Addition of an N-Methyl C-H Bond to Cyclic Alkenes2022

    • Author(s)
      Kana Sakamoto, Takahiro Nishimura
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] イリジウム触媒による1,1-二置換アルケンの不斉ヒドロアリール化反応2022

    • Author(s)
      山川 健太郎、中村 威久海、坂本 佳那、西村 貴洋
    • Organizer
      日本化学会第102春季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Iridium-catalyzed Enantioselective C-H Alkylation of an N-Methyl Group with Alkenes2021

    • Author(s)
      Kana Sakamoto, Takahiro Nishimura
    • Organizer
      第67回有機金属化学討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] パラジウム触媒によるアリル位置換反応とイリジウム触媒によるヒドロアリール化によるジヒドロベンゾフランの不斉合成2021

    • Author(s)
      坂本佳那、西村貴洋
    • Organizer
      日本化学会 第101春期年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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